JPH07231511A

JPH07231511A - 電気自動車用電源装置

Info

Publication number: JPH07231511A
Application number: JP6044889A
Authority: JP
Inventors: Shigemitsu Suzuki; 重光鈴木
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1994-02-18
Filing date: 1994-02-18
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】電気自動車の走行状態に応じて適切なモード
に切換え、大容量コンデンサの利用率を増大して、電気
自動車の走行性能の向上を図る。【構成】通常の走行モード時には切換手段（７）を第
１の切換位置とし、チョッパ（３）及び大容量コンデン
サ（４）の第１の並列接続回路を電力供給源として、モ
ータ制御手段（１３）によってモータ（８）を制御す
る。例えば、大きな駆動力が要求されるパワーモード時
や、連続登坂時には切換手段を第２の切換手段に切換
え、バッテリー（１）及び大容量コンデンサの第２の並
列接続回路を電力供給源とする。そして、第１の切換位
置から第２の切換位置に至る過渡状態には、大容量コン
デンサの充電時間を確保すべく第３の切換位置とし、モ
ータ制御手段をバッテリーに直接接続する。而して、バ
ッテリーの能力を最大限にひき出すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車の電源装置
に関し、特に、少くともバッテリーを備え、走行動力源
であるモータに対しモータ制御手段を介して電力を供給
する電源装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】近時電気自動車が普及しつつあるが、ガ
ソリンエンジンやディーゼルエンジンを搭載した自動車
（以下ガソリン車等という）と比較すると連続走行距離
や加速性能という点で依然劣っている。このため、ガソ
リン車等と同等の走行性能を保証するという課題に対
し、ガソリン車等の給油一回当たりの走行距離と同等
か、またはそれに近い一充電当たりの走行距離を確保す
ることを目標として種々の研究が行なわれている。

【０００３】例えば、特開平４−３４０３０１号公報に
おいては、モータとバッテリーの間にチョッパを備え、
チョッパの入力側及び出力側にコンデンサを配設して、
制動時の運動エネルギー及び位置エネルギーをもとの電
気エネルギーとしてバッテリーに回収するようにした電
気自動車制御装置が開示されており、図７の回路図を参
照し次のように要約が説明されている。即ち、直流モー
タＭとバッテリーＢａとの間に、リアクトルＬと、制動
機構によってオン・オフされるスイッチング素子Ｑ
₂と、この素子Ｑ₂のオン時からオフ時になるときにモ
ータＭの起電力をバッテリーＢａに供給するダイオード
Ｄ₂とからなるチョッパを接続する。このチョッパの両
側にそれぞれ高周波阻止用コンデンサＣ₁，Ｃ₂を接続
する。モータＭを減速する際にはモータＭの起電力によ
る電流がリアクトルＬ及びオン状態の素子Ｑ₂を介して
流れ、且つこの電流が素子Ｑ₂のオフ時にダイオードＤ
₂に転流し、リアクトルＬによりバッテリーＢａに高効
率に回収される。

【０００４】また、特開平５−３０６０８号公報には、
図８に示す電気自動車のハイブリッド電源装置が提案さ
れている。即ち、コンデンサ（１１）及びバッテリー
（１２）とコンバータ（１４）との間に、減速量に応じ
て回収電流を制御する電流制御回路（２１）を接続し、
バッテリー（１２）に接続したスイッチ（ＳＷ２）と電
流制御回路（１３）からなる回収充電回路と、スイッチ
（ＳＷ１）とダイオード（Ｄ）からなる放電回路とを備
えている（尚、本願の符号との混同を避けるため符号に
括弧を付した）。この発明によれば、加速、減速時のエ
ネルギー放出、回収に際してバッテリーの負担を抑えて
コンデンサに分担させることとしているので、減速時の
バッテリーの急速充電を抑えることができ、急速充電に
基づく劣化を防ぎ、バッテリーの寿命を長くすることが
できる。しかも、減速時の大量のエネルギーをコンデン
サに回収して加速時のエネルギーとして利用するので、
加速時のバッテリー負担を軽減することができ、バッテ
リーの利用効率を高めることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の特開平
４−３４０３０１号公報に開示された電気自動車制御装
置においては、電気自動車の走行中に加速及び減速を行
なう度に、バッテリーから流れる電流の値が変動する。
このため、急加速を行なった時などにはバッテリー電流
が大きく変動し、バッテリーの電流脈動が極めて大きく
なる傾向がある。

【０００６】また、後者の特開平５−３０６０８号公報
に開示されたハイブリッド電源装置においても、電力供
給源である大容量コンデンサとバッテリーは、単純に並
列接続しているだけで、大容量コンデンサからモータに
供給する電力とバッテリーからモータに供給する電力と
の配分を制御する手段がないため、例えば車両の急加速
を行なった場合に、大容量コンデンサだけでなくバッテ
リーからも大電流が流れることがあり、バッテリー電流
が大きく変動して、その結果バッテリーの電流脈動が大
きくなる。

【０００７】そこで、本件出願人は、同じ容量のバッテ
リーであれば、その電流脈動を抑えることによって放電
可能容量を増大することが可能であることに鑑み、平成
５年特許願第２７１９１７号においてバッテリーの内部
損失を更に減少することにより放電可能容量を増大する
電気自動車制御装置を提案し、車両の走行状態に応じて
モータ制御手段をバッテリー側に直結するか、もしくは
大容量コンデンサ及びチョッパ側に切換える手段も提案
した。このように大容量コンデンサによって放電可能容
量を増大すると共に、モータ制御手段に対する電源を切
換え可能としたが、大容量コンデンサ及びチョッパをバ
イパスしてバッテリー側に切換えるモード切換しかな
く、連続登坂時やパワーモード走行時には大容量コンデ
ンサが全く機能せず、バッテリーの使用頻度が高くなる
ので、バッテリーに対する一回の充電当たりの走行可能
距離の増大に限度があった。

【０００８】そこで、本発明は、電気自動車の走行状態
に応じて適切なモードに切換え、大容量コンデンサの利
用率を増大して、電気自動車の走行性能の向上を図るこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明として、電気自動車用のモータに対
しモータ制御手段を介して電力を供給する少くともバッ
テリーを備えた電気自動車用電源装置において、前記バ
ッテリーの出力電流をオンオフするスイッチング素子、
並びに該スイッチング素子による断続電流を平滑するイ
ンダクタンスコイル及び前記スイッチング素子に並列接
続するフリーホイールダイオードを有するチョッパと、
該チョッパの出力側に並列接続する大容量コンデンサ
と、該大容量コンデンサ及び前記チョッパによって第１
の並列接続回路を構成する第１の切換位置、前記バッテ
リー及び前記大容量コンデンサによって第２の並列接続
回路を構成する第２の切換位置、並びに前記バッテリー
に直接接続する第３の切換位置を有する切換手段とを備
え、該切換手段を前記モータ制御手段に接続し、前記第
１乃至第３の切換位置に応じて前記モータ制御手段に対
する電源を切換えることとしたものである。ここで、本
発明における大容量コンデンサとは、容量が０．１Ｆ以
上のコンデンサを意味し、好ましくは容量が１０Ｆ乃至
５０Ｆのコンデンサである。

【００１０】上記に加え、前記電気自動車の走行状態に
応じて自動的に前記切換手段を前記第１乃至第３の切換
位置の何れかの切換位置に切換制御する制御手段を具備
することが望ましい。

【００１１】また、請求項３の発明として、電気自動車
用のモータに対しモータ制御手段を介して電力を供給す
る少くともバッテリーを備えた電気自動車用電源装置に
おいて、前記バッテリーの出力電流をオンオフするスイ
ッチング素子、並びに該スイッチング素子による断続電
流を平滑するインダクタンスコイル及び前記スイッチン
グ素子に並列接続するフリーホイールダイオードを有す
るチョッパと、該チョッパの出力側に並列接続する大容
量コンデンサとを備え、前記チョッパの入力側と前記バ
ッテリーの接続点を第１のスイッチ手段を介して前記モ
ータ制御手段に接続すると共に、前記チョッパの出力側
と前記大容量コンデンサの接続点を第２のスイッチ手段
を介して前記モータ制御手段に接続するとよい。

【００１２】請求項１又は３の発明においては、前記チ
ョッパの前記スイッチング素子と前記インダクタンスコ
イルの接続点にアノード側を接続すると共に、前記バッ
テリーと前記スイッチング素子の接続点にカソード側を
接続し前記バッテリーに充電電流を供給するダイオード
を備えることとしてもよい。

【００１３】更に、請求項１又は３の発明において、前
記チョッパの入力側と前記バッテリーとの間に、前記バ
ッテリーの出力電流を平滑するインダクタンスコイルを
介装することとしてもよい。

【００１４】尚、前記バッテリーと前記スイッチング素
子の接続点に一端を接続し、前記バッテリーに対し並列
に高周波阻止用のコンデンサを設けることとしてもよ
い。

【００１５】

【作用】上記の構成になる請求項１の発明によれば、通
常の走行モード時においては、切換手段が第１の切換位
置にあって、チョッパ及び大容量コンデンサの第１の並
列接続回路を電力供給源として、モータ制御手段によっ
てモータが制御される。例えば、大きな駆動力が要求さ
れるパワーモード時や、連続登坂時には切換手段は第２
の切換手段に切換えられ、バッテリー及び大容量コンデ
ンサの第２の並列接続回路が電力供給源とされる。そし
て、第１の切換位置から第２の切換位置に至る過渡状態
にあるときには、大容量コンデンサの充電時間を確保す
べく第３の切換位置とされ、モータ制御手段はバッテリ
ーに直接接続される。

【００１６】尚、モータ制御手段においては、例えば運
転者のアクセル操作又はブレーキ操作に応じて最適なモ
ータの状態が演算され、これに基づきモータが制御さ
れ、電気自動車の加減速制御が行なわれる。また、連続
する下り坂を走行するときやブレーキ操作を行なうとき
は、モータ制御手段によってモータの制動が行なわれ、
且つ大容量コンデンサの充電が行なわれる。

【００１７】そして、請求項２の制御手段を備えたもの
においては、電気自動車の走行状態に応じて自動的に第
１乃至第３の切換位置が選択されるので、バッテリーの
能力を最大限にひき出すことができる。もちろん、車両
の運転者が任意に切換位置を選択し得るように構成して
もよく、これによれば運転者が希望する運転状態を選択
することができる。

【００１８】請求項３の発明においては、第１及び第２
のスイッチ手段によって切換手段が構成され、両スイッ
チ手段のオンオフ作動によって第１乃至第３の切換位置
が設定される。尚、第１及び第２のスイッチ手段も、前
述の切換手段と同様に、電気自動車の走行状態に応じて
自動的に切換制御を行なうように構成することもでき
る。

【００１９】また、請求項４の発明においては、前述の
請求項１又は３の発明に関し、大容量コンデンサだけで
なく、ダイオードを介してバッテリーにも回生電流が供
給され、バッテリーが充電される。即ち、モータの運動
エネルギーが大容量コンデンサ及びバッテリーの電気エ
ネルギーに変換され、回生制動が行なわれる。

【００２０】更に請求項５の発明においては、前記請求
項１又は３の発明に関し、チョッパの入力側に接続した
インダクタンスコイルにより、チョッパの作動に伴って
バッテリー出力に重畳される微小のリップルも低減され
るので、バッテリーの放電可能容量が一層増大する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の一実施例の電気自動車用電源装置
を含む制御装置の回路図を示すもので、バッテリー１
（例えば２４０Ｖ）の＋端子側がインダクタンスコイル
２及び電流センサ１６を介して、チョッパ３のスイッチ
ング素子たるトランジスタ３１の入力側に接続されてお
り、−端子側は接地されている。

【００２２】チョッパ３において、トランジスタ３１の
出力側にはトランジスタ３１による断続電流を平滑する
インダクタンスコイル３２（例えば１ｍΩ）の一端が接
続されている。そして、電圧制御コンピュータ１４の出
力信号がトランジスタ３１のベース電流として供給され
るように接続されている。また、トランジスタ３１の入
力側には、高周波阻止用の電解コンデンサ３４（例えば
５ｍＦ）の一端が接続され、他端が接地されている。更
に、トランジスタ３１とインダクタンスコイル３２の接
続点にはフリーホイールダイオード３３のカソード側が
接続され、そのアノード側は接地されている。

【００２３】チョッパ３の出力側に並列に、即ちインダ
クタンスコイル３２の他端とバッテリー１の−端子に、
大容量コンデンサ４が接続されている。この大容量コン
デンサ４の電圧は電圧センサ１７で検出され、検出信号
が電圧制御コンピュータ１４に供給される。更に、チョ
ッパ３のトランジスタ３１に並列に、その出力側がアノ
ードに入力側がカソードに接続されたダイオード６が設
けられている。本発明の大容量コンデンサは前述のよう
に容量０．１Ｆ以上のコンデンサを云い、容量１０Ｆ乃
至５０Ｆが望ましい。従って、本実施例の大容量コンデ
ンサ４としては例えば容量３０Ｆの電気二重層コンデン
サが用いられている。ここで、電気二重層コンデンサと
は、誘導体の代わりに電気二重層という異なった二層が
接触するとその境界面に電荷が極めて短い距離を隔てて
存在する状態を利用したコンデンサである。尚、複数の
コンデンサを並列接続することにより大容量コンデンサ
４と等しい容量を確保することとしてもよい。

【００２４】上記チョッパ３の出力側及び大容量コンデ
ンサ４は、スイッチ装置７を介して、本発明のモータ制
御手段を構成するインバータ５に接続されている。イン
バータ５は、６個のトランジスタが三相ブリッジ接続さ
れると共に、各々のトランジスタにフリーホイールダイ
オードが並列接続されて成る。そして、各々のトランジ
スタのベースに対しモータ制御コンピュータ１３からパ
ルス信号が供給されるように接続され、インバータ５の
三相出力端子には三相交流モータのインダクションモー
タ８（以下、単にモータ８という）が接続されている。

【００２５】モータ制御コンピュータ１３においては、
電流センサ１５によって検出されるモータ８に供給され
る電流の大きさ、電流の周波数、位相を制御対象とする
ベクトル制御によって、モータ８の回転数、トルクを制
御するように構成されている。而して、インバータ５に
おいては、モータ制御コンピュータ１３からのパルス信
号に応じて、各トランジスタが１２０度の位相でオンオ
フ駆動され、この出力電圧、即ち三相交流電圧がモータ
８に印加される。尚、このときの周波数はモータ制御コ
ンピュータ１３からのパルス信号の周波数に応じて設定
され、印加電圧はチョッパ３におけるトランジスタ３１
のオンオフデューティ比に応じて設定される。モータ８
は電気自動車（以下、車両という）の車輪に連結されて
おり、従ってインバータ５の制御に応じて電気自動車の
走行速度が調整される。

【００２６】更に、本実施例においては、電気自動車の
制動時にモータ８が発電機として機能し、所謂回生制動
が行なわれ、電源側に対し充電作用が行なわれる。即
ち、制動時には、モータ８からインバータ５のフリーホ
イールダイオードを介して電流が電源側に供給され、先
ずインバータ５のフリーホイールダイオードを介して大
容量コンデンサ４が充電され、大容量コンデンサ４が十
分充電された後は、ダイオード６を介してバッテリー１
への充電も行なわれるように構成されている。

【００２７】一方、インバータ５を駆動制御するモータ
制御コンピュータ１３、及びチョッパ３のトランジスタ
３１をオンオフ制御する電圧制御コンピュータ１４が、
スタートスイッチ１２を介してバッテリー１に接続され
ている。モータ制御コンピュータ１３には、アクセルペ
ダル２１の開度を検出するアクセル開度センサ２３の検
出信号が入力すると共に、ブレーキペダル２２に加えら
れた踏力を検出する例えば歪ゲージの圧力センサ２４の
検出信号が入力し、インバータ５からモータ８に供給さ
れる電流の電流値を測定する電流センサ１５の検出信号
も入力するように接続されている。電圧制御コンピュー
タ１４には、インダクタンスコイル２を介してバッテリ
ー１からチョッパ３に供給される電流を検出する電流セ
ンサ１６の検出信号が入力すると共に、前述の電圧セン
サ１７の検出信号が入力するように接続されている。

【００２８】インバータ５の入力側に介装されたスイッ
チ装置７は、一対のスイッチ７１，７２を有し、本発明
の切換手段を構成すると共に、スイッチ７１及び７２が
夫々第１のスイッチ手段及び第２のスイッチ手段を構成
している。具体的にはスイッチ７１，７２の一方の固定
接点は夫々インバータ５の入力側に接続されている。ま
た、スイッチ７１の他方の固定接点がチョッパ３の入力
側に接続されると共に、電流センサ１６及びインダクタ
ンスコイル２を介してバッテリー１の＋側端子に接続さ
れており、電源としては実質的にチョッパ３の入力側と
バッテリー１の接続点に接続されている。スイッチ７２
の他方の固定接点はチョッパ３の出力側と大容量コンデ
ンサ４の接続点に接続されている。スイッチ７１，７２
の可動接点は電圧制御コンピュータ１４に接続されてお
り、車両の走行状態に応じて以下の第１乃至第３の切換
位置が設定される。

【００２９】即ち、大容量コンデンサ４とチョッパ３に
よって第１の並列接続回路を構成すべく、スイッチ７１
をオフ位置（開放）とし、スイッチ７２をオン位置（閉
成）とする第１の切換位置、バッテリー１と大容量コン
デンサ４によって第２の並列接続回路を構成すべく、ス
イッチ７１をオンとし、スイッチ７２もオンとする第２
の切換位置、そしてバッテリー１に直接接続すべく、ス
イッチ７１をオンとし、スイッチ７２をオフとする第３
の切換位置である。

【００３０】第１の切換位置は通常の走行モード時に設
定され、第２の切換位置はパワーモードや連続登坂時に
設定される。第３の切換位置は第１の切換位置から第２
の切換位置への切り換え時の過渡状態を補償するもの
で、大容量コンデンサ４の出力電圧が基準電圧以上とな
るまでの充電中の間は、バッテリー１のみによって走行
を維持するものである。尚、本実施例ではスイッチ７
１，７２の切り換えはモータ制御コンピュータ１３によ
って制御されるように構成されているが、車両の運転者
の手動操作で行なうようにしてもよい。また、図１では
これらのスイッチ７１，７２を機械的スイッチ機構の記
号で表したが、スイッチングトランジスタ等によって構
成することもできる。

【００３１】以上の構成になる実施例の作用について説
明する。電気自動車のスタートスイッチ１２がオンにな
ると、モータ制御コンピュータ１３及び電圧制御コンピ
ュータ１４の処理がスタートし、スイッチ装置７が駆動
されるが、先ずスイッチ７１がオフでスイッチ７２がオ
ンの第１の切換位置とされたときの各部の作動について
説明する。

【００３２】第１の切換位置の通常走行モード時には、
バッテリー１の出力電流がチョッパ３を介して大容量コ
ンデンサ４に充電されると共に、インバータ５を介して
モータ８に電力が供給され、インバータ５の制御に応じ
てモータ８が回転駆動される。また、モータ８の回生制
動時には、回生電流はインバータ５のフリーホイールダ
イオードを介して大容量コンデンサ４に充電され、回生
電流が大容量コンデンサ４の容量を越えた場合には、更
にダイオード６を介してバッテリー１で回収される。

【００３３】このとき、チョッパ３においては、トラン
ジスタ３１が電圧制御コンピュータ１４の出力信号に応
じて、例えば周波数５００Ｈｚでオンオフ駆動され、ト
ランジスタ３１の出力側に断続波形の電圧が出力され、
この電圧がインダクタンスコイル３２及びフリーホイー
ルダイオード３３により平滑され、リップル成分が小さ
い直流電圧として、インバータ５に供給される。また、
チョッパ３の断続に応じてバッテリー１の出力に重畳さ
れるリップルがインダクタンスコイル２によって低減さ
れる。

【００３４】上記チョッパ３から出力される直流電圧の
大きさは電圧制御コンピュータ１４の出力信号のオンオ
フデューティ比に応じて制御される。電圧制御コンピュ
ータ１４はパルス幅変調制御部（図示せず）を有し、こ
こで電流センサ１６及び電圧センサ１７の検出信号、即
ちチョッパ３の入力側の電流値及び出力側の電圧値に基
づき、チョッパ３の出力信号を所定の電圧に制御するた
めのオンオフデューティ比が演算される。而して、イン
バータ５を介してモータ８に印加される電圧が電圧制御
コンピュータ１４によって所定の電圧に制御される。

【００３５】一方、アクセルペダル２１またはブレーキ
ペダル２２が踏み込み操作されると、アクセルペダル２
１の開度がアクセル開度センサ２３で検出されるか、ま
たはブレーキペダル２２に加えられた踏力が圧力センサ
２４で検出され、その検出信号がモータ制御コンピュー
タ１３に入力する。そして、アクセルペダル２１の開度
或いはブレーキペダル２２に加えられた踏力のそれぞれ
に応じた目標トルク量Ｔと、この目標トルク量Ｔに対応
した目標電流値Ｉが、以下の式に基づいて演算される。

【００３６】アクセルペダル２１操作時の目標トルク
量：Ｔ＝ｋ１×ｘ（Ｎｍ）ブレーキペダル２２操作時の目標トルク量：Ｔ＝ｋ２×
Ｔｂ（Ｎｍ）目標トルク量Ｔに対応した目標電流値：Ｉ＝ｋ３×Ｔ
（Ａ）ここで、ｘはアクセルペダル２１の開度、Ｔｂはブレー
キペダル２２に加えられた踏力、ｋ１，ｋ２，ｋ３は定
数である。そして、電流センサ１５で検出される実際の
出力電流値が上記目標電流値Ｉに近似するように、モー
タ制御コンピュータ１３によってインバータ５が駆動制
御される。

【００３７】尚、モータ８が停止すると、バッテリー１
によって大容量コンデンサ４が充電され、車両が停止し
スタートスイッチ１２がオフとされると、チョッパ３の
作動が停止し、バッテリー１から大容量コンデンサ４へ
の充電作動も停止する。而して、前述のようにバッテリ
ー１の放電可能容量が増大するとともに、バッテリー１
に対する充電も行なわれるので、より長距離の走行が可
能になる。

【００３８】図３は車両の走行状態に応じてスイッチ装
置７を駆動するときの電圧制御コンピュータ１４の処理
を示すもので、以下図３を参照して停止状態から運転を
開始したときのスイッチ位置７の作動を説明する。先ず
ステップ１０１においてスタートスイッチ１２がオンと
されると初期化され、スイッチ７１，７２が共にオフ状
態とされ、後述する登坂フラグＦｃがリセット（０）さ
れる。

【００３９】次に、電圧センサ１７の検出信号に応じ
て、ステップ１０２にて大容量コンデンサ４の電圧Ｖｃ
が所定の基準電圧Ｖｏ（例えばバッテリー１の定格電圧
の１／２の電圧）と比較され、この基準電圧Ｖｏ以下で
あるときには、ステップ１０３においてスイッチ７１が
オンとされると共に、スイッチ７２がオフとされ、前述
の第３の切換位置となる。従って、インバータ５に対し
てはバッテリー１から直接（但し、インダクタンスコイ
ル２及び電流センサ１６を介して）電流が供給され、モ
ータ８はバッテリー１の出力のみによって駆動される。
また、チョッパ３のトランジスタ３１がオンとされ、バ
ッテリー１から大容量コンデンサ４に充電電流が供給さ
れる。そして、ステップ１０４にて登坂フラグＦｃがセ
ットされた後ステップ１０２に戻り、再度大容量コンデ
ンサ４の電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｏと比較される。

【００４０】大容量コンデンサ４の充電が進み基準電圧
Ｖｏより大となると、ステップ１０５にて、登坂フラグ
Ｆｃの状態が判定される。スタートスイッチ１２がオン
とされた直後は先のステップ１０４にて登坂フラブＦｃ
がセットされているので、ステップ１０６に進みスイッ
チ７１及びスイッチ７２が共にオンとされ、第２の切換
位置となる。従って、電源的にはバッテリー１と大容量
コンデンサ４の並列回路がインバータ５に接続される形
となる。

【００４１】この第２の切換位置は、坂道を連続して登
坂走行する場合の運転モードに対応するもので、ステッ
プ１０７にて連続登坂走行か否かが判定される。例え
ば、電流センサ１６の検出信号に基づきバッテリー１の
出力電流の所定時間（例えば５分間）の平均電流Ｉｍが
所定値Ｉｏを超えていれば連続登坂状態と判定され、ス
テップ１０８に進み登坂フラグＦｃがセット（１）され
てステップ１０２に戻り、上記の作動が繰り返される。
これに対し、ステップ１０７において平均電流Ｉｍが所
定値Ｉｏ以下で連続登坂状態ではないと判定されると、
ステップ１０９にて登坂フラグＦｃがリセットされてス
テップ１０２に戻る。

【００４２】一方、ステップ１０５において登坂フラグ
Ｆｃがセットされていないと判定された場合には、ステ
ップ１１０に進みパワーモードか否かが判定される。パ
ワーモードであるときにはステップ１０６以降に進み第
２の切換位置とされた後、上記の作動が繰り返される。
ステップ１１０においてパワーモードではなく通常走行
モードと判定されると、ステップ１１１に進みスイッチ
７１がオフとされると共にスイッチ７２がオンとされ、
第１の切換位置となってステップ１０２に戻る。従っ
て、チョッパ３及び大容量コンデンサ４の並列回路がイ
ンバータ５に接続される形となり、両者の機能が相乗さ
れバッテリー１の消費電流が最小に維持される。

【００４３】通常走行モードで走行中に（即ち、第１の
切換位置で、チョッパ３と大容量コンデンサ４の並列接
続時）パワーモードに切換えられた場合には、ステップ
１０２にて大容量コンデンサ４の電圧Ｖｃが基準電圧Ｖ
ｏ以下と判定されれば、ステップ１０３で第３の切換位
置とされて大容量コンデンサ４が充電された後第２の切
換位置とされ、あるいは、ステップ１０２にて基準電圧
Ｖｏを超えていると判定されれば、そのままステップ１
０５，１１０，１０６へと進み、第２の切換位置とさ
れ、バッテリー１と大容量コンデンサ４の並列接続とな
る。

【００４４】而して、バッテリー１に対する一回の充電
で走行可能な距離は、過渡期間の第３の切換位置では従
来の電気自動車と同等であるが、通常走行モード時の第
１の切換位置では５０乃至１００％増となり、パワーモ
ードもしくは連続登坂時の第２の切換位置でも５乃至２
０％増となり、結局、走行条件によって効果に大小があ
るものの、綜合的には走行可能距離の大幅増となる。

【００４５】図２は本発明の他の実施例に係るもので、
モータ制御手段をモータ駆動回路５０によって構成する
こととしたものである。本実施例のモータ駆動回路５０
は、チョッパ３を介してバッテリー１から、もしくは大
容量コンデンサ４からモータ８０に供給される電力をト
ランジスタ５１及び５２によって調整するもので、モー
タ制御コンピュータ１３からのパルス信号に応じてトラ
ンジスタ５１及び５２がオンオフ駆動され、モータ８０
の駆動力が変化するように構成されている。また、電流
センサ８５が設けられ、モータ制御コンピュータ１３に
接続されている。尚、その他の構成は図１の実施例と同
様であるので、同一部品には同一符号を付して説明は省
略する。

【００４６】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下の効果を奏する。即ち、本発明の請求項１の発明
によれば、切換手段によって、第１乃至第３の切換位置
に応じてモータ制御手段に対する電源が切換えられるよ
うに構成されており、例えば通常走行、連続登坂といっ
た車両の走行状態に応じて第１乃至第３の切換位置を選
択することができるので、バッテリーに対する一回の充
電による走行可能距離は従来に比し大幅に長くなる。

【００４７】更に、請求項２の発明においては、制御手
段によって車両の走行状態に応じて自動的に第１乃至第
３の切換位置が選択されるので、バッテリーの特性に応
じた最適な切換制御を行なうことができる。

【００４８】一方、請求項３の発明によれば、二つのス
イッチ手段という簡単な構成によって請求項１の発明と
同等の機能を確保することができるので、低コスト化が
可能である。

【００４９】また、請求項４の発明によれば、ダイオー
ドを介してバッテリーにも回生電流が供給されバッテリ
ーが充電されるように構成されているので、電気エネル
ギーを効果的に利用することができ、より長距離の走行
が可能になる。

【００５０】更に、請求項５の発明によれば、チョッパ
の作動に伴ってバッテリー出力に重畳されるリップルも
低減され、バッテリーの放電可能容量が増大するので、
より長距離の走行が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電気自動車用電源装置
を含む制御装置の回路図である。

【図２】本発明の他の実施例に係る電気自動車用電源装
置を含む制御装置の回路図である。

【図３】本発明の実施例におけるスイッチ装置駆動時の
電圧制御コンピュータの処理を示すフローチャートであ
る。

【図４】従来の電気自動車制御装置の回路図である。

【図５】従来の電気自動車制御装置の回路図である。

【符号の説明】

１バッテリー２インダクタンスコイル３チョッパ４大容量コンデンサ５インバータ８モータ１２スタートスイッチ１３モータ制御コンピュータ１４電圧制御コンピュータ１５，１６，８５電流センサ１７電圧センサ２１アクセルペダル２２ブレーキペダル２３アクセル開度センサ２４圧力センサ５０モータ駆動回路８０モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０２Ｊ 7/00 ＰＨ０２Ｍ 1/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気自動車用のモータに対しモータ制御
手段を介して電力を供給する少くともバッテリーを備え
た電気自動車用電源装置において、前記バッテリーの出
力電流をオンオフするスイッチング素子、並びに該スイ
ッチング素子による断続電流を平滑するインダクタンス
コイル及び前記スイッチング素子に並列接続するフリー
ホイールダイオードを有するチョッパと、該チョッパの
出力側に並列接続する大容量コンデンサと、該大容量コ
ンデンサ及び前記チョッパによって第１の並列接続回路
を構成する第１の切換位置、前記バッテリー及び前記大
容量コンデンサによって第２の並列接続回路を構成する
第２の切換位置、並びに前記バッテリーに直接接続する
第３の切換位置を有する切換手段とを備え、該切換手段
を前記モータ制御手段に接続し、前記第１乃至第３の切
換位置に応じて前記モータ制御手段に対する電源を切換
えることを特徴とする電気自動車用電源装置。
【請求項２】前記電気自動車の走行状態に応じて自動
的に前記切換手段を前記第１乃至第３の切換位置の何れ
かの切換位置に切換制御する制御手段を具備したことを
特徴とする請求項１記載の電気自動車用電源装置。
【請求項３】電気自動車用のモータに対しモータ制御
手段を介して電力を供給する少くともバッテリーを備え
た電気自動車用電源装置において、前記バッテリーの出
力電流をオンオフするスイッチング素子、並びに該スイ
ッチング素子による断続電流を平滑するインダクタンス
コイル及び前記スイッチング素子に並列接続するフリー
ホイールダイオードを有するチョッパと、該チョッパの
出力側に並列接続する大容量コンデンサとを備え、前記
チョッパの入力側と前記バッテリーの接続点を第１のス
イッチ手段を介して前記モータ制御手段に接続すると共
に、前記チョッパの出力側と前記大容量コンデンサの接
続点を第２のスイッチ手段を介して前記モータ制御手段
に接続することを特徴とする電気自動車用電源装置。
【請求項４】前記チョッパの前記スイッチング素子と
前記インダクタンスコイルの接続点にアノード側を接続
すると共に、前記バッテリーと前記スイッチング素子の
接続点にカソード側を接続し前記バッテリーに充電電流
を供給するダイオードを備えたことを特徴とする請求項
１又は３に記載の電気自動車用電源装置。
【請求項５】前記チョッパの入力側と前記バッテリー
との間に、前記バッテリーの出力電流を平滑するインダ
クタンスコイルを介装したことを特徴とする請求項１又
は３に記載の電気自動車用電源装置。